книги / Основы организации дорожно-строительного производства

разрыхленный грунт уплотняется путем естественного процесса сближения его частиц под влиянием собственной массы и временной нагрузки при переменной влажности. В связи с этим предусматривали определенное время на осадку грунта с обязательным включением в указанный срок весеннего периода, а также назначали определенный запас по высоте на осадку насыпи. Такой способ удлинял сроки строительства на несколько лет. В настоящее время считают, что, даже несмотря на искусственное уплотнение, дорожную одежду желательно устраивать не ранее чем через год после окончания земляных работ. Часто с целью избежать неравномерностей плотности принимают, что там, где земляное полотно проходит без нарушения естественного залегания грунта (выемка и нулевые отметки), плотность последнего вполне достаточна, так как за эталон плотности раньше ошибочно принимали плотность грунта в резерве. В настоящее время, когда имеется много мощных уплотняющих машин, искусственное уплотнение грунта при строительстве автомобильных дорог обязательно.

Оценкой результата уплотнения служит степень плотности грунта, при которой прекращаются дальнейшие осадки земляного полотна от действующих повторных расчетных нагрузок и увлажнения (устойчивость), или более высокая степень плотности, если она обеспечивает повышенную прочность грунта, практически мало изменяющуюся от сезонных колебаний (увлажнения и замерзания грунта).

Многочисленные эксперименты показали, что для получения наиболее плотной структуры необходимо, чтобы влажность грунта была такой, при которой объем защемленного воздуха находился в пределах 4–6 %. При этом образуются наиболее прочные гидратные оболочки, обеспечивающие минимальную фильтрацию и наименьшее разбухание грунта, а следовательно, и наивысший возможный модуль упругости. Если влажность ниже, т.е. объем пор, занятый воздухом, выше, не создается устойчивой структуры и при увлажнении грунт легко разбухает и тем больше,

31

чем выше влажность, а при недостаточной плотности, наоборот, доуплотняется и дает осадку, а значение модуля упругости в обоих случаях снижается. Если влажность вытесняет указанный процент воздуха, то структура также делается неустойчивой, особенно при ударном уплотнении, и значение модуля упругости снижается.

Другими словами, существует некоторая оптимальная влажность, которая изменяется в зависимости от степени уплотнения грунта, т.е. от его плотности. Чем плотнее грунт, т.е. чем большая работа затрачена на его уплотнение (тяжелые катки, трамбовки, виброуплотнители, увеличенное число проходов катков, большая высота падения уплотняющих грузов), тем прочнее структура при условии, что влажность находится в указанных выше оптимальных пределах. На рис. 3.1 показано, как меняются плотность и оптимальная влажность по мере увеличения уплотнения. Однако существует определенный минимум работы по уплотнению, ниже которого структура делается неустойчивой. Он соответствует влажности, близкой к нижнему пределу пластичности, и плотности, которая получается при уплотнении катками средней массы (7–8 т) илилабораторномстандартномуплотнении.

Существует оптимальная влажность, обеспечивающая формирование устойчивой структуры при данной степени уплотнения грунта. Чем плотнее грунт, т.е. чем большая работа затрачена на его уплотнение, тем прочнее его структура при условии, что влажность сохраняется в оптимальных пределах. Однако есть определенный минимум работы по уплотнению, ниже которого структура делается неустойчивой. Он близок к оптимальной влажности Wо и плотности сухого грунта, которая достигается при уплотнении катками средней массы или лабораторным путем в приборе стандартного уплотнения СоюздорНИИ (стандартная плотность сухого грунта).

где Wт – влажность на границе текучести грунта, % (табл. 3.1).

32

На практике стандартную плотность сухого грунта (г/см3) с достаточной точностью можно получить также по формуле

где – плотность минеральной части грунта, г/см3; Vв – относительный объем воздуха, содержащегося в грунте при стандартной плотности сухого грунта.

Значения и V для различных грунтов при расчетах по формуле (3.2) могут приниматься по данным табл. 3.2.

Таблица 3 . 2

Параметры для вычисления стандартной плотности сухого грунта

Оптимальная влажность грунта Wо с достаточной точностью может быть найдена из выражения (3.1) по влажности границы текучести, установленной для части грунта, прошедшей через сито с отверстиями 5 мм.

Если уплотняемый грунт содержит частицы крупнее 5 мм, то полученные значения стандартной плотности сухого грунта и оптимальной влажности необходимо корректировать умножением на поправочные коэффициенты, рекомендуемые «Руководством по сооружению земляного полотна автомобильных до-

34

рог». При содержании этих частиц до 30 % значения поправочных коэффициентов вычисляют по выражениям

где βδ, βw – поправочные коэффициенты соответственно к стандартной плотности и оптимальной влажности грунта; ρ – процент (по массе) частиц крупнее 5 мм.

Однако уплотнение грунта до стандартной плотности сухого грунта сопряжено со значительными затратами работы уплотняющих машин, поэтому насыпи уплотняют не до стандартной, а до так называемой требуемой плотности сухого грунта (г/см3), которую определяют по выражению

где ky – требуемый коэффициент уплотнения. Рекомендуемые СНиП «Автомобильные дороги. Нормы проектирования» минимальные значения этого коэффициента для типовых условий приведены в табл. 3.3.

Таблица 3 . 3

Минимальные значения требуемого коэффициента уплотнения грунта

35

Следует учитывать, что приведенные значения коэффициента уплотнения являются минимальными из условия отсутствия недопустимых осадок насыпи. В ряде случаев, в частности

вюжных районах страны, а также при регулировании воднотеплового режима, для повышения прочности полотна и, соответственно, уменьшения толщины одежды для верхних слоев полотна могут и должны применяться повышенные (1,02–1,05)

значения ky.

Более подробно теоретические вопросы необходимо изучить, используя учебники, приведенные в списке литературы

вконце пособия.

Контрольные вопросы

1.Перечислите процессы, протекающие в грунте при уплотнении.

2.Что необходимо обеспечить для формирования устойчивой структуры грунта?

3.Когда грунт достигает наибольшей устойчивости и прочности?

4.Какие параметры грунта определяет плотность?

5.К каким последствиям приводит переуплотнение грунта насыпи?

3.2. Практическая часть

Задача. Согласно варианту определить оптимальную влажность и стандартную плотность сухого грунта при строительстве насыпи в зависимости от условий возведения и размещения в конструктивном слое.

Для выполнения практической работы задаются следующие исходные данные: дорожно-климатическая зона, тип покрытия, вид сооружения (насыпь, выемка, нулевые места), глубина расположения и условия работы слоя, устраиваемого из данного грунта (из табл. 3.4).

36

По значению влажности границы текучести Wт, используя выражение (3.1), определить оптимальную влажность Wo. Затем, учитывая установленный вид грунта, данные табл. 3.2 и найденное значение Wo, по формуле (3.2) вычислить стандартную плотность сухого грунта δст с учетом поправки, определяемой по формулам (3.3).

По табл. 3.3 для заданных исходных данных устанавить требуемый коэффициент уплотнения грунта. Требуемая плотность сухого грунта δтр для заданных условий определяется по выражению (3.4).

37

4. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УЧЕБНОГО ОТЧЕТНОГО МАТЕРИАЛА

Общие требования к тексту

Текст отчетного материала оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 (Общие требования к текстовым документам). Текст и включенные в отчетный материал иллюстрации, таблицы выполняются на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210×297 мм) при соблюдении следующих размеров полей: правое – не менее 10 мм, левое – не менее 20 мм, верхнее – 20 мм, нижнее – не менее 20 мм. Отчетный материал выполняют одним из следующих способов:

–рукописным – текст пишут от руки четко и аккуратно. Цвет чернил должен быть черным, синим или фиолетовым, высота букв, цифр и других знаков – не менее 2,5 мм;

–печатным – на пишущей машинке или с использованием компьютера и принтера. Цвет шрифта должен быть черным, высота букв, цифр и других знаков – не менее 1,8 мм (кегль не менее 12). Текст печатается через полтора интервала. При использовании компьютера и принтера наиболее предпочтительным является шрифт Times New Roman; основной кегль (текст) – не менее

14; вспомогательный кегль (таблицы, подрисуночные подписи, надписи в рисунках, список литературы, оглавление и т.п.) – не менее 12. Абзацы в тексте начинают отступом 12,5 мм.

Основную часть пояснительной записки следует делить на разделы, подразделы (пункты). Пункты при необходимости можно делить на подпункты. При делении текста отчетного материала на пункты и подпункты каждый пункт должен содержать законченную информацию

Разделы, подразделы

Разделы, подразделы должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют. Заголовки должны четко и кратко

38

отражать содержание разделов, подразделов. Заголовки разделов, подразделов и пунктов следует печатать с абзацного отступа с прописной буквы без точки в конце, не подчеркивая. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой. Заголовки и подзаголовки отделяются от основного текста сверху одной пробельной строкой и печатаются строчными буквами без подчеркивания и разрядки. Разделы, подразделы, пункты и подпункты нумеруются арабскими цифрами. После номера раздела, подраздела, пункта и подпункта в тексте точку не ставят. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего текста, за исключением приложений (например, 1, 2, 3 и т.д.). Структурные элементы отчетного материала «Содержание», «Введение», «Заключение», «Список использованных источников» не нумеруются. Разделы могут состоять из одного или нескольких подразделов. Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой; в конце номера подраздела точка не ставится (например, 1.1, 1.2, 1.3 и т.д.). Подразделы могут состоять из одного или нескольких пунктов. В конце номера пункта точка не ставится (например, 1.1.1, 1.1.2, 1.1.3 и т.д.).

Внутри пунктов или подпунктов могут быть приведены перечисления. Перед каждой позицией перечисления следует ставить тире, а текст начинать со строчной буквы после пробела.

Пример:

–________________________;

–________________________.

При необходимости ссылки в тексте документа на одно из перечислений перед каждой позицией перечисления следует ставить строчную букву (за исключением е, з, о, ч, ь, й, ы, ъ) со скобкой, а текст начинать со строчной буквы после пробела.

Пример:

а) ________________________; б) ________________________; в) _________________________.

39

Нумерация страниц

Страницы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту документа для всех структурных элементов. Титульный лист и задание включают в общую нумерацию страниц пояснительной записки, но на этих листах номер не ставят. Номер страницы проставляют в центре нижней части страницы без точки. На листах с альбомной ориентацией текста местоположение номера не меняют.

Рисунки

Иллюстрации в отчетном материале (рисунок, эскиз, схема, фотография, диаграмма, график, компьютерная распечатка, фрагмент ксерокопии, технический рисунок, фрагмент листинга программы и т.д.) могут быть любого цвета и исполнены как вручную, так и с использованием компьютера. На все иллюстрации в тексте контрольной работы должны быть ссылки. Иллюстрации необходимо обозначать арабскими цифрами, применяя сквозную нумерацию (например: Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3 и т.д.). Иллюстрации должны иметь наименование и при необходимости пояснительные данные (подрисуночный текст). Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных.

Точку в конце наименования рисунка не ставят.

Пример:

Рисунок 1 – Тормозной стенд Все цифровые (буквенные) обозначения на иллюстрации

должны быть объяснены или в подрисуночной подписи, или в тексте отчетного материала.

Таблицы

Таблицу в отчетном материале следует располагать непосредственно после текста, в котором она упоминается впервые, или на следующей странице. На все таблицы, имеющиеся в от-

40